CP详解
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CP详解
CP的作用。
其实本质上影响的是时延:多径时延和传播时延。
cp越长,传播时延容忍度越大,允许的传播时延越大,覆盖越大。
应用OFDM的一个重要原因在于它可以有效地对抗多径时延扩展。
通过把输入的数据流串并变换到N个并行的子信道上,使得每个调制子载波的数据符号周期可以扩大为原始数据符号周期的N倍,因此时延扩展与符号周期的比值也同样降低N倍。
为了最大限度地消除符号间干扰(ISI),还可以在每个OFDM符号之间插入保护间隔(Guard Interval,GI)}而且该保护间隔的长度一般要大于无线信道的最大时延扩展,这样一个符号的多径分量就不会对下一个符号造成干扰。
在这段保护间隔内,可以不插入任何信号,即是一段空闲的传输时段。
然而在这种情况下,由于多径传播的影响,会产生信道间干扰(ICI),即子载波间的正交性遭到破坏,不同的子载波之间产生干扰。
为了消除由于多径传播所造成的ICI,一种有效的方法是将原来宽度为T的OFDM符号进行周期扩展,用扩展信号来填充保护间隔。
将保护间隔内(持续时间用Tg表示)的信号称为循环前缀(Cyclic Prefix,CP )。
循环前缀中的信号与OFDM符号尾部宽度为Tg的部分相同。
在实际系统中,OFDM符号在送入信道之前,首先要加入循环前缀,然后送入信道进行传送。
在接收端,首先将接收符号开始的宽度为Tg的部分丢弃,然后将剩余的宽度为T的部分进行傅立叶变换,然后进行解调。
在OFDM符号内加入循环前缀可以保证在一个FFT周期内,OFDM符号的时延副本所包含的波形周期个数也是整数,因此此时的时延对于每一个子载波来说只是相当于进行相位的旋转,这个旋转不会在解调过程中产生ICI。
常规CP与扩展CP。
下行OFDM的CP长度有长短两种选择,分别为4.69 us(采用O.675 us子帧时为7.29us)和16.67us。
短CP为基本选项,长CP可用于大范围小区或多小区广播。
短CP情况下一个子帧包含7个(采用0.675us子帧时为9个)OFDM符号;长CP情况下一个子帧包含6个(采用0.675us子帧时为8个)OFDM符号。
上行由于采用单载波技术,子帧结构和下行不同。
DFT-S-OFDM的一个子帧包含6个(采用0.675us子帧时为8个)“长块”和2个“短块”,长块主要用于传送数据,短块主要用于传送导频信号。
常规CP和扩展CP的区别对应正常覆盖小区和大覆盖小区,因为小区越大,多径越厉害,需要的cp长度就越长。
常规cp可以抵抗4.76us即1.4km的多径,扩展cp可以抵抗16.67us 即5km的多径。